Geologia i Ciències de la Terra: Estructura, Dinàmica i Atmosfera

Introducció a la Geologia

La geologia és la ciència que estudia l'origen, la formació, l'estructura i els canvis que experimenta la Terra.

El nostre planeta es va formar fa uns 4.600 milions d'anys a partir d'un núvol de gas i pols. Els diversos elements geoquímics que formaven la massa fosa terrestre van quedar distribuïts en capes segons la seva densitat: el ferro i els altres elements pesants es van enfonsar cap a l'interior del planeta i van formar el nucli.

Condicions d'habitabilitat de la Terra

Alguns dels factors que fan la Terra habitable són:

• La mida del planeta.
• La temperatura.
• El període de rotació.

Estructura de la Terra

La Terra es divideix en diverses capes o esferes:

• Litosfera: És la capa que conté el Sial i el Sima.
• Hidrosfera: És la capa formada per totes les aigües del planeta.
• Atmosfera: És la capa gasosa que envolta la Terra.
• Endosfera: És la capa que conté el mantell i el nucli.

La Litosfera

És la capa sòlida formada per minerals i roques. La litosfera comprèn l'escorça terrestre i la part externa del mantell superior. Es troba per sobre de l'astenosfera. És la capa que trepitgem i està en contacte amb la hidrosfera i l'atmosfera.

Les Plaques Litosfèriques

La litosfera està fracturada en diverses plaques, anomenades plaques litosfèriques. Són blocs sòlids i rígids amb un gruix d'entre 70 km i 150 km. Aquestes plaques suren sobre l'astenosfera, la capa del mantell que és semilíquida i molt viscosa.

La Deriva Continental

Les proves de la deriva continental inclouen:

• Dades geogràfiques: Els continents encaixen com les peces d'un trencaclosques.
• Dades paleontològiques: Fòssils que indiquen que fa uns 350 milions d'anys la fauna i la flora d'Amèrica del Sud, d'Àfrica i d'Austràlia eren les mateixes.
• Dades geològiques: La similitud dels materials que formen algunes serralades en continents diferents.

La Dinàmica Terrestre

Fonts d'Energia

• Energia interna: Prové de l'interior de la Terra, bàsicament de la calor produïda per la desintegració dels elements radioactius que hi ha al nucli i al mantell.
• Energia externa: És d'escala còsmica i planetària, com la gravetat, la rotació de la Terra i l'energia del Sol.

Dinàmica Interna i Externa

• La dinàmica interna (moviments): És el conjunt d'elements responsables de la formació del relleu a partir de l'energia interna de la Terra. Aquesta energia és capaç de produir esforços i moviments de materials que ocasionen falles, plecs, etc. És la responsable de la formació del relleu mitjançant el cicle geològic intern.
• La dinàmica externa: Són els elements de la natura que poden alterar la superfície terrestre a causa de la seva acció dinàmica: l'aigua, el vent i els éssers vius. Inclou la meteorització, l'erosió, el transport i la sedimentació. És la responsable del modelatge del relleu mitjançant el cicle geològic extern.

Moviments de les Plaques Litosfèriques

Els principals tipus de moviments o límits entre plaques són:

• Convergents
• Divergents
• Transformants

Volcans i Lava

Un volcà és una modificació del relleu formada per l'acumulació de material que procedeix de l'interior de la litosfera.

La lava és un tipus de roca fosa que arriba a la superfície de la Terra a causa de l'aflorament del magma.

Terratrèmols

Un terratrèmol és un conjunt de sacsejades de la superfície terrestre degudes a l'alliberament sobtat d'energia interna de la Terra, com per exemple el causat pel moviment brusc i ràpid de grans blocs rocosos.

• Hipocentre: És el lloc de l'interior de l'escorça on s'originen les ones sísmiques.
• Epicentre: És el punt de l'escorça terrestre més proper a l'hipocentre, on les ones sísmiques es manifesten amb més intensitat.

Processos Geològics Externs i els seus Agents

Els principals agents externs que modelen el relleu són:

• L'aigua: És l'agent d'erosió externa que té més formes de modelar el relleu.
• El vent: Transporta materials i partícules en suspensió que impacten en el paisatge i el modelen.
• Els éssers vius (incloent les persones).

Aquests agents formen part dels grans sistemes terrestres:

• L'atmosfera (l'aire).
• La hidrosfera (l'aigua).
• La biosfera (els éssers vius).

Fenòmens Atmosfèrics i Meteorologia

El Sol no escalfa l'aire directament; escalfa el sòl, i el sòl escalfa la capa d'aire que té al damunt.

El Cicle de l'Aigua

1. Evaporació: De l'aigua del mar, principalment, i també de rius i llacs.
2. Condensació: Pas de vapor a líquid. Es formen els núvols, que estan formats per microgotes d'aigua.
3. Precipitació: (pluja, neu, pedra) Quan el núvol entra en contacte amb zones fredes.
4. Retorn: Formació dels rius, llacs i aigües subterrànies que tornen al mar.

La Temperatura de l'Aire

La temperatura de l'aire prové de l'escalfor de la superfície continental i oceànica, que al seu torn prové de l'energia solar. La superfície terrestre s'escalfa de manera desigual segons:

• La latitud.
• L'època de l'any (proximitat a l'Equador).
• L'altitud.

La Pressió Atmosfèrica

La pressió atmosfèrica és el pes de l'aire.

Factors que afecten la Pressió Atmosfèrica

La pressió atmosfèrica varia en funció de:

• L'altitud.
• La temperatura i la densitat de l'aire.

La Humitat Relativa de l'Aire

És la quantitat d'aigua que té l'aire en relació amb el màxim que pot contenir. Es representa en tant per cent. Aquest màxim depèn de:

• La temperatura: La capacitat de l'aire per contenir vapor és més gran quan augmenta la seva temperatura.
• La disponibilitat d'aigua: La humitat augmenta si les masses d'aire circulen per damunt de rius, llacs, mars, sòls humits, etc.

El Vent i les Brises

El vent és el moviment horitzontal d'una massa d'aire. S'origina per diferències de pressió atmosfèrica, que al seu torn són degudes a desequilibris tèrmics. La massa d'aire es desplaça dels llocs amb més pressió als llocs amb menys pressió.

Les brises són vents molt suaus, propis de les costes. Es produeixen perquè el sòl s'escalfa i es refreda molt més ràpidament que el mar.

Núvols, Boira i Rosada

Els núvols es formen quan l'aire ja no pot contenir més vapor d'aigua (gas). Quan les gotes d'aigua en el núvol s'agrupen i són prou pesants, cauen en forma de pluja o neu. Els núvols poden formar-se a qualsevol part de la troposfera i es mouen d'un punt a un altre impulsats pel vent. Hi ha diferents tipus de núvols, segons el seu aspecte i l'altitud sobre la Terra. Els tipus bàsics són: Cirrus, Estrats i Cúmulus.

Les boires, semblants als núvols, es formen quan l'aire carregat de vapor d'aigua entra en contacte amb un sòl més fred.

La rosada és l'efecte de la condensació en gotes líquides del vapor d'aigua de l'atmosfera sobre un substrat.

La Glaçada

A la nit, el vapor d'aigua atmosfèric es condensa sobre el sòl. Si després de dipositar-se la temperatura baixa per sota de 0 °C, aquesta aigua es glaça.